Visata nėra statiška. Tai patvirtino astronomo Edvino Hablo tyrimai dar 1929 m., tai yra beveik prieš 90 metų. Prie šios idėjos jį paskatino galaktikų judėjimo stebėjimai. Kitas astrofizikų atradimas XX amžiaus pabaigoje buvo Visatos plėtimosi su pagreičiu skaičiavimas.
Kaip vadinasi Visatos plėtimasis
Kai kurie žmonės nustemba išgirdę tai, ką mokslininkai vadina visatos plėtimu. Dauguma šio pavadinimo asocijuojasi su ekonomika ir neigiamais lūkesčiais.
Infliacija yra Visatos plėtimosi procesas iškart po jos atsiradimo ir staigiu pagreičiu. Išvertus iš anglų kalbos „infliacija“– „pumpuoti“, „išpūsti“.
Išsiplėtimo teorijos priešininkai naudojasi naujomis abejonėmis dėl tamsiosios energijos, kaip Visatos infliacijos teorijos veiksnio, egzistavimo.
Tada mokslininkai pasiūlė juodųjų skylių žemėlapį. Pradiniai duomenys skiriasi nuo gautų vėliau:
- Šešiasdešimt tūkstančių juodųjų skylių, kurių atstumas tarp didžiausiųdaugiau nei vienuolikos milijonų šviesmečių atstumu – ketverių metų senumo duomenys.
- Šimtas aštuoniasdešimt tūkstančių juodųjų skylių galaktikų, esančių už trylikos milijonų šviesmečių. Duomenys, gauti mokslininkų, įskaitant Rusijos branduolinius fizikus, 2017 m. pradžioje.
Ši informacija, anot astrofizikų, neprieštarauja klasikiniam Visatos modeliui.
Visatos plėtimosi greitis yra iššūkis kosmologams
Plėtimosi greitis iš tiesų yra iššūkis kosmologams ir astronomams. Tiesa, kosmologai nebesiginčija, kad Visatos plėtimosi greitis neturi pastovaus parametro, neatitikimai persikėlė į kitą plotmę – kai plėtimasis ėmė spartėti. Spektro tarptinklinio ryšio duomenys iš labai tolimų 1 tipo supernovų įrodo, kad plėtimasis nėra staigus procesas.
Mokslininkai mano, kad visata susitraukė pirmuosius penkis milijardus metų.
Pirmosios Didžiojo sprogimo pasekmės pirmiausia išprovokavo galingą išsiplėtimą, o vėliau prasidėjo susitraukimas. Tačiau tamsioji energija vis tiek turėjo įtakos visatos augimui. Ir su pagreičiu.
Amerikos mokslininkai pradėjo kurti skirtingų epochų Visatos dydžio žemėlapį, kad išsiaiškintų, kada prasidėjo pagreitis. Stebėdami supernovų sprogimus, taip pat tamsiosios medžiagos koncentracijos kryptį senovės galaktikose, kosmologai pastebėjo pagreičio ypatybes.
Kodėl Visata „įsibėgėja“
Iš pradžių buvo manoma, kad sudarytame Visatos dydžio žemėlapyje pagreičio reikšmės buvo ne tiesinės, o paverstos sinusoidu. Ji buvo vadinama „visatos banga“.
Visatos banga sako, kad pagreitis nevyko pastoviu greičiu: sulėtėjo, paskui pagreitėjo. Ir kelis kartus. Mokslininkai mano, kad per 13,81 milijardo metų po Didžiojo sprogimo įvyko septyni tokie procesai.
Tačiau kosmologai dar negali atsakyti į klausimą, kas lemia pagreitį-lėtėjimą. Prielaidos susiveda į idėją, kad energijos laukas, iš kurio kyla tamsioji energija, yra pavaldus Visatos bangai. Ir judėdama iš vienos padėties į kitą, Visata arba išplečia savo pagreitį, arba jį sulėtina.
Nepaisant argumentų įtikinamumo, jie vis tiek lieka teorija. Astrofizikai tikisi, kad informacija iš Plancko orbitinio teleskopo patvirtins bangos egzistavimą visatoje.
Kai buvo rasta tamsioji energija
Pirmą kartą apie tai jie pradėjo kalbėti devintajame dešimtmetyje dėl supernovos sprogimų. Tamsiosios energijos prigimtis nežinoma. Nors Albertas Einšteinas savo reliatyvumo teorijoje išskyrė kosminę konstantą.
1916 m., prieš šimtą metų, visata vis dar buvo laikoma nekintančia. Tačiau gravitacija įsikišo: kosminės masės visada atsitrenktų viena į kitą, jei visata stovėtų. Einšteinas skelbia gravitaciją dėl kosminės atstumiančios jėgos.
Georgesas Lemaitre'as tai pateisins fizika. Vakuumas turi energijos. Dėl jos dvejonių, vedančių įdalelių atsiradimas ir tolesnis jų naikinimas, energija įgauna atstumiančią jėgą.
Kai Hablas įrodė visatos plėtimąsi, Einšteinas kosmologinę konstantą pavadino nesąmone.
Tamsios energijos įtaka
Visata tolsta pastoviu greičiu. 1998 metais pasauliui buvo pateikti 1 tipo supernovų sprogimų analizės duomenys. Įrodyta, kad visata auga greičiau.
Taip atsitinka dėl nežinomos medžiagos, kuri buvo praminta „tamsioji energija“. Pasirodo, ji užima beveik 70% Visatos erdvės. Tamsiosios energijos esmė, savybės ir prigimtis nebuvo ištirta, tačiau jos mokslininkai bando išsiaiškinti, ar ji egzistavo kitose galaktikose.
2016 m. jie apskaičiavo tikslų plėtimosi greitį artimiausiai ateičiai, tačiau atsirado neatitikimas: Visata plečiasi greičiau, nei anksčiau manė astrofizikai. Tarp mokslininkų kilo ginčai dėl tamsiosios energijos egzistavimo ir jos įtakos visatos ribų plėtimosi greičiui.
Visatos plėtimasis vyksta be tamsiosios energijos
Teorija apie Visatos plėtimosi nepriklausomybę nuo tamsiosios energijos mokslininkų buvo iškelta 2017 m. pradžioje. Jie aiškina plėtimąsi kaip Visatos struktūros pasikeitimą.
Mokslininkai iš Budapešto ir Havajų universitetų priėjo prie išvados, kad skaičiavimų ir tikrojo plėtimosi greičio neatitikimas yra susijęs su erdvės savybių pasikeitimu. Niekas neatsižvelgė į tai, kas vyksta su Visatos modeliu plėtimosi metu.
Abejodami tamsiosios energijos egzistavimu, mokslininkai aiškina: labiausiaididelės Visatos materijos koncentracijos turi įtakos jos plėtimuisi. Tokiu atveju likęs turinys paskirstomas tolygiai. Tačiau faktas lieka nepastebėtas.
Siekdami įrodyti savo prielaidų pagrįstumą, mokslininkai pasiūlė mini visatos modelį. Jie pateikė jį burbuliukų rinkinio pavidalu ir pradėjo skaičiuoti kiekvieno burbulo augimo parametrus savo greičiu, priklausomai nuo jo masės.
Šis Visatos modeliavimas mokslininkams parodė, kad ji gali keistis neatsižvelgiant į energiją. Ir jei „įmaišysite“tamsiąją energiją, modelis nepasikeis, teigia mokslininkai.
Apskritai diskusijos vis dar vyksta. Tamsiosios energijos šalininkai teigia, kad ji turi įtakos visatos ribų plėtrai, o oponentai laikosi savo pozicijų, teigdami, kad materijos koncentracija yra svarbi.
Visatos plėtimosi greitis dabar
Mokslininkai įsitikinę, kad Visata pradėjo augti po Didžiojo sprogimo. Tada, beveik prieš keturiolika milijardų metų, paaiškėjo, kad Visatos plėtimosi greitis buvo didesnis nei šviesos greitis. Ir jis toliau auga.
Trumpiausia laiko istorija, kurią sukūrė Stephenas Hawkingas ir Leonardas Mlodinovas, pažymi, kad visatos ribų plėtimosi greitis negali viršyti 10 % per milijardą metų.
Norėdamas nustatyti Visatos plėtimosi greitį, 2016 m. vasarą Nobelio premijos laureatas Adamas Riessas apskaičiavo atstumą iki pulsuojančių cefeidų galaktikose, esančiose arti viena kitos. Šie duomenys leido apskaičiuoti greitį. Paaiškėjo, kad galaktikos, esančios mažiausiai trijų milijonų šviesmečių atstumu, gali tolti beveik 73 km/s greičiu.
Rezultatas buvo nuostabus: orbitiniai teleskopai, tas pats Planckas, kalbėjo apie 69 km/s. Kodėl užfiksuotas toks skirtumas, mokslininkai atsakyti negali: jie nieko nežino apie tamsiosios materijos kilmę, kuria grindžiama Visatos plėtimosi teorija.
Tamsioji spinduliuotė
Kitą Visatos „pagreičio“veiksnį astronomai atrado padedami Hablo. Manoma, kad tamsioji spinduliuotė atsirado pačioje Visatos formavimosi pradžioje. Tada jame buvo daugiau energijos, o ne materijos.
Tamsioji spinduliuotė „padėjo“tamsiajai energijai išplėsti visatos ribas. Mokslininkai teigia, kad pagreičio greičio nustatymo neatitikimai atsirado dėl nežinomo šios spinduliuotės pobūdžio.
Tolimesnis Hablo darbas turėtų padaryti stebėjimus tikslesnius.
Paslaptinga energija gali sunaikinti visatą
Mokslininkai tokį scenarijų svarstė kelis dešimtmečius, Plancko kosmoso observatorijos duomenys teigia, kad tai toli gražu nėra tik spėlionės. Jie buvo paskelbti 2013 m.
„Planckas“išmatavo Didžiojo sprogimo „aidą“, kuris pasirodė Visatos amžiuje apie 380 tūkstančių metų, temperatūra buvo 2700 laipsnių. Ir temperatūra pasikeitė. „Plankas“taip pat nustatė Visatos „sudėtis“:
- beveik 5% – žvaigždės, kosminės dulkės, kosminės dujos, galaktikos;
- beveik 27% yra tamsiosios medžiagos masė;
- apie 70 % yra tamsioji energija.
Fizikas Robertas Caldwellas teigė, kad tamsioji energija turi galią, kuri gali augti. Ir ši energija atskirs erdvėlaikį. Galaktika pasitrauks per artimiausius dvidešimt ar penkiasdešimt milijardų metų, mano mokslininkas. Šis procesas vyks vis labiau plečiantis visatos riboms. Tai atplėš Paukščių Taką nuo žvaigždės ir taip pat suirs.
Kosmosas buvo maždaug šešiasdešimt milijonų metų. Saulė taps nykštuke blėstančia žvaigžde, o planetos nuo jos atsiskirs. Tada žemė sprogs. Per kitas trisdešimt minučių erdvė suplėš atomus. Galutinis rezultatas bus erdvės-laiko struktūros sunaikinimas.
Kur Paukščių Takas „išskrenda“
Jeruzalės astronomai įsitikinę, kad Paukščių Takas pasiekė didžiausią greitį, kuris yra didesnis nei Visatos plėtimosi greitis. Mokslininkai tai aiškina Paukščių Tako troškimu „Didžiajam patraukliajam“, kuris laikomas didžiausiu galaktikų spiečiumi. Taigi Paukščių Takas palieka kosminę dykumą.
Mokslininkai naudoja skirtingus Visatos plėtimosi greičio matavimo metodus, todėl nėra vieno šio parametro rezultato.
